近接場パルス励起ナノスケール表面元素分析装置の開発及び材料機能評価

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11355034
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岡崎 敏 京都大学, 工学研究科, 教授 (40025383)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小山 宗孝 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90221861) ; 森下 富士夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30026281) ; 長村 俊彦 (株)ユニソク, 科学機器開発研究所, 所長(研究職) ; ミケレット ルジェロ 京都大学, 工学研究科, 助手 (90314244)
• Keywords: ナノスケール表面元素分析装置 / 近接場パルス励起分光法 / 表面ナノキャラクタリゼーション / 二段収束円筒鏡型エネルギー分析器 / 真空紫外光電子分光法 / 差動排気型電子振動型He光源 / ナノピペット型光学探針 / パラジウムシリサイド表面の電子構造分析

Research Abstract

ナノ局所場での化学組成や化学結合状態に関する情報を測定・解析し,材料表面のナノキャラクタリゼーション法を確立することは,先端材料の物性や機能発現機構を解明し,さらに新規高機能材料を創製する上で極めて重要である。本年度は,前年度に開発した近接場パルス励起ナノスケール表面分析装置の基本性能評価を綿密に行い,それに基づいて性能向上を図った。
まず、前年度導入した二段収束円筒鏡型エネルギー分析器を紫外励起光入射用石英窓を装着した高真空チャンバに装着し,低圧水銀灯(エネルギー6.7eV,波長185nm)を励起光源として,各種金属試料の光電子分光法についての基礎検討を行った。次いで,固体表面の電子構造の情報分析法としてより有効である真空紫外光電子分光法(UPS)について検討した。そこで,電子振動型He放電管を設計・製作し21.2eV(584Å),40.8eV(304Å)の非常に高いエネルギーを有する極超短波長真空紫外励起光を得ることに成功した。本放電管は直流高圧放電管の一種であり,低Heガス圧での安定放電が得られる特色がある。また,このような極短波長領域用の窓材は存在しないので,間に差動排気用チャンバを一段設けて,高真空測定用チャンバに装着した。
標準試料として,SiO2基板上にAuを真空蒸着した試料を用いて,その光電子スペクトルを測定した。その結果,584Å,304Åに各波長に対応する光電子スペクトルが観測できた。これから,アナライザの仕事関数=5.5eVを算出することができた。さらに,本法を超高真空測定に発展させて,パラジウムシリサイド表面の価電子領域の電子構造の測定・解析への応用について検討した。
今後,試料表面の極微小領域の光電子分光法を実現するべく,近接場顕微鏡(SNOM)用ナノピペット型光学探針による光源の微小化について,信号強度との関係などの詳細な検討を行っていく。

Research Products

• [Publications] Hyun Park: "Reduction of p-Benzoquinone on Lipid-Modified Electrode : Effect of Lipid Chain Length on the Electron Transfer Reactions."Journal of Electroanallytical Chemistry. 484. 1211-1213 (2000)
• [Publications] Munetaka Oyama: "Formation of π-Excimer or π-Exciplex in Electrogenerated Chemiluminescence Involving Perylene Molecule Revealed Using a Dual-Electrolysis Stopped-Flow Method."Electrochemistry Communication. 2. 363-366 (2000)
• [Publications] Hiroshi Okura: "Formation of Conducting Dendrite Crystals in Electrochemical Oxidation of Tetrakis (dithioacetato) diplatinum (II) Complex in Dichloromethane Solution."Electrochemistry Communication. 2. 367-370 (2000)
• [Publications] Toyomasa Hoshino: "Substituent Effect of Ion Pair Formation Reactions between 1,4-Benzoquinone Derivative Anion Radicals and Metal Cations"Electroanalysis. 12-17. 1373-1378 (2000)
• [Publications] Munetak Oyama: "Comlex Aspects of Reaction Kinetics between 2,3-Dichloro-5,6-ducyano-1,4-bezoquinone Dianion and Alkali Metal Cations in Acetonitrile Solution."Journal of Chemical Society,Perkin Transactions 2. 2000. 1631-1636 (2000)
• [Publications] Munetaka Oyama: "Reaction Kinetics of Electrogenerated 9,10-bis (4-substituted-phenyl) anthracene Cation Radicals with Methanol."Journal of Chemical Society,Perkin Transactions 2. 2000. 1745-1748 (2000)
• [Publications] 岡崎敏(分担執筆): "ナノ光学ハンドブック"朝倉書店(印刷中). (2001)
• [Publications] 岡崎敏(分担執筆): "電気化学便覧"丸善. 756 (2000)